Máy tưới cây Arduino, Mã miễn phí: 11 bước

2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-23 15:15

Trong tài liệu hướng dẫn này, chúng tôi chế tạo một robot tưới cây, có thể tưới cây của bạn vào ban ngày khi đất đủ khô. Đây là một dự án dựa trên Arduino cổ điển, nhưng lần này chúng tôi sử dụng ngôn ngữ lập trình trực quan, XOD, điều này làm cho quá trình lập trình khá rõ ràng.

Bước 1: Trang điểm Robot

Máy bơm chìm nước sẽ cung cấp nước cho cây khi đất khô. Chúng tôi đo mức độ ẩm của nó bằng cách sử dụng cảm biến độ ẩm của đất.

Chúng tôi không muốn tưới cây vào ban đêm, vì vậy cảm biến độ sáng sẽ kiểm tra xem đó có phải là ban ngày hay không.

Để đảm bảo máy bơm hoạt động an toàn, chúng tôi sử dụng một cảm biến độ ẩm của đất khác làm cảm biến mực nước.

Ngôn ngữ hình ảnh của robot là laconic: đèn LED màu đỏ có nghĩa là "không có nước, không thể tưới" đèn LED màu xanh lá cây có nghĩa là "Tôi đang vận hành, đo các chỉ số môi trường, sẵn sàng tưới khi cần thiết".

Một bo mạch Iskra Neo (Arduino Leonardo) chỉ huy tất cả các mô-đun.

Bước 2: Lắp ráp các mô-đun điện tử

Các mô-đun được sử dụng:

• Bảng Iskra Neo (Arduino Leonardo)
• Lá chắn khe
• Cảm biến độ ẩm của đất (x2)
• Cảm biến độ sáng
• Mô-đun LED (x2)
• Bơm
• Phích cắm tường (6-9V DC)

Lưu ý mạch cấp nguồn:

• Sử dụng jumper để làm cho bus V2 trên tấm chắn Slot sử dụng nguồn điện Vin (từ phích cắm trực tiếp)
• Đặt mô-đun MOSFET trên bất kỳ khe V2 nào có bật jumper V = P +
• Đảm bảo các mô-đun khác sử dụng bus nguồn V1 (là 5V của Arduino)

Cách tốt nhất là nối dây cảm biến độ ẩm của đất qua một vài MOSFET khác và đọc chúng thường xuyên để tránh ăn mòn điện phân, nhưng hãy giữ cho robot này đơn giản.

Bước 3: Hiểu quy trình làm việc

Kiểm tra sơ đồ từ dưới lên!

• Máy bơm được bật khi đáp ứng cả hai điều kiện "khí hậu" và "nước"
• Tình trạng nước có nghĩa là có đủ nước trong bể, nếu không có, "đèn dẫn không có nước" sẽ bật và kết quả kết hợp với điều kiện khí hậu và nước sẽ trở thành sai.
• Điều kiện khí hậu cũng phức tạp: đúng nếu cả điều kiện đất và độ sáng đều đúng.
• Điều kiện đất dựa trên sự so sánh giữa độ ẩm hiện tại của đất và giá trị ngưỡng được xác định trước Điều kiện độ sáng tương tự như điều kiện đất, nhưng đo độ sáng thay thế

Bước 4: Lấy giá trị ngưỡng

Các ngưỡng cảm biến (dữ liệu mẫu, có thể khác nhau trong trường hợp của bạn):

• Độ ẩm đất: 0,15
• Độ sáng: 0,58
• Nước: 0,2

Cách thực hiện phép đo (đối với phiên bản XOD không có tính năng Nối tiếp):

1. Tải xuống và cài đặt Arduino IDE
2. Mở ví dụ về File-Examples-01. Basics-AnalogReadSerial
3. Thay đổi "delay (1);" thành "delay (250);"
4. Kết nối bảng. Đảm bảo rằng kiểu bo mạch và cổng của bạn được chọn trong menu Dịch vụ
5. Lặp lại cho từng cảm biến:

• Kiểm tra số pin trong "int sensorValue = analogRead (A0);" và thay đổi A0 thành A3 và A2 tương ứng cho độ sáng và cảm biến nước (nếu bạn đã lắp ráp thiết bị của mình theo sơ đồ)
• Tải lên bản phác thảo Open Service-Serial Monitor, đảm bảo chọn 9600 baud trong menu thả xuống dưới cùng bên phải và xem các phép đo trực tiếp thay đổi khi bạn điều chỉnh môi trường của cảm biến
• Chọn một giá trị giữa tối thiểu và tối đa đã đăng ký (gần với giá trị tối thiểu cho cảm biến độ sáng), chia nó cho 1023 và sử dụng kết quả trong bản vá của bạn

Bước 5: Khái niệm cơ bản về XOD

• Tải xuống và cài đặt XOD IDE
• Một chương trình XOD được gọi là một bản vá; chúng tôi xây dựng nó trong khu vực có một số hàng có rãnh ở bên phải.
• Ở lần khởi chạy đầu tiên, bạn có thể chạy vào một bản vá hướng dẫn được tích hợp sẵn.
• Bản vá bao gồm các nút, được kết nối với các liên kết thông qua các chân.
• Mỗi nút đại diện cho một thiết bị vật lý / tín hiệu hoặc một mục dữ liệu, trong khi các liên kết kiểm soát luồng dữ liệu.
• Nhấp đúp vào bất kỳ khoảng trống nào của bản vá hoặc nhấn phím "i" để mở hộp thoại tìm kiếm nhanh nơi có thể tìm thấy các nút theo tên hoặc mô tả của chúng.
• Sử dụng trình duyệt dự án ở phía trên bên trái để khám phá các bản vá.
• Chọn một nút và xem / chỉnh sửa các thuộc tính của nó trong trình kiểm tra ở phía dưới bên trái.
• Để tự mình thử XODing, hãy nhấp vào Tệp-Dự án mới và tạo một bản vá trống.
• Bạn có thể quay lại hướng dẫn bất kỳ lúc nào bạn muốn bằng cách mở menu Trợ giúp.

Bước 6: Vá máy tưới

Sử dụng bản vá (basic-irrgator.xodball) hoặc tự xây dựng theo sơ đồ.

Lưu ý rằng bản vá được cung cấp đã được tạo, vì vậy một số nút đã được cập nhật trong IDE:

• Các nút "analog-input" hiện không được dùng nữa, hãy sử dụng "analog-read" để thay thế
• nút "led" hiện có nhiều tính năng hơn

Mặc dù các ngưỡng chỉ là các số không đổi, tôi không đặt chúng trong các trường thuộc tính của các nút so sánh, mà thêm các nút có số không đổi rõ ràng để nhấn mạnh rằng các giá trị này có thể được đánh giá khác nhau. Ví dụ: có thể có một ứng dụng di động cho phép chủ sở hữu điều chỉnh các giá trị này, vì vậy sẽ có một nút "truy xuất từ ứng dụng" khác thay vì các nút số không đổi này.

Bước 7: Triển khai

• Khi bản vá đã sẵn sàng, hãy nhấp vào Triển khai, Tải lên Arduino.
• Kết nối bảng.
• Kiểm tra kiểu bo mạch và cổng nối tiếp trong menu thả xuống, sau đó nhấp vào Tải lên.
• Việc này có thể mất một lúc; Kết nối Internet là bắt buộc.
• Nếu bạn sử dụng trình duyệt XOD IDE, hãy sử dụng Arduino IDE để tải chương trình lên bảng.
• Nếu bạn gặp bất kỳ sự cố nào khi tải lên bản vá, hãy khám phá Diễn đàn XOD

Bước 8: Thời gian thi công

Sử dụng bất kỳ bộ phận thích hợp nào để làm vỏ hoặc thiết kế của robot và tự in 3D chúng. Tệ nhất chỉ cần thả máy bơm và cảm biến vào bồn nước và dán cảm biến đất vào vị trí của nó.

Bước 9: Vị trí cảm biến mực nước

Nếu bạn sử dụng cảm biến độ ẩm của đất để kiểm tra mực nước, hãy đảm bảo rằng lớp phủ vàng của nó ở trên mặt nước và các đầu mút của nó sẽ thiếu nước sớm hơn so với mặt trên của máy bơm.

Bước 10: Kiểm tra

Khi rô bốt của bạn đã sẵn sàng, các ngưỡng được đo và mã hóa trong bản vá và sau đó được tải lên bảng, đã đến lúc kiểm tra tất cả các trường hợp có thể xảy ra.

• Làm khô cảm biến mực nước. Chỉ đèn LED màu đỏ mới được bật. Ngay cả khi đất khô và phòng được chiếu sáng đồng thời, máy bơm không nên khởi động.
• Bây giờ thêm nước, nhưng trước tiên hãy che cảm biến độ sáng để đảm bảo rằng đất khô và sự có mặt của nước sẽ không làm cho rô bốt tưới vào ban đêm.
• Cuối cùng, hãy để robot tưới cây của bạn. Nên ngừng khi đất đủ ẩm.
• Lấy cảm biến đất ra ngoài để lặp lại việc tưới (chỉ để đảm bảo).

Bước 11: Tận hưởng và cải thiện

Bây giờ bộ tưới cơ bản đã hoàn thành, hãy xem xét một số tùy chọn để cải thiện:

• Nối dây lại các cảm biến độ ẩm của đất để tránh bị ăn mòn
• Thêm các phép đo môi trường khác, ví dụ: độ ẩm không khí
• Lập lịch trình theo thời gian thực
• Đặt robot trực tuyến để giám sát và điều khiển nó từ xa